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摘要：本文根据作者多年工作经验对火电厂网络计算机监控系统设计进行了简单的阐述。
关键词：火电厂 网络计算机 监控系统
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-196-01
1 NCS的设计原则
（1）电厂升压站按无人值班设计，取消网控室和常规控制屏.继电器室集中布置。NCS和远动系统统一考虑，设且通信装置。NCS采用分层分布式结构的开放式系统，不设后备手动操作。
（2） NCS框架和容量按电厂最终规模考虑，测控部分按本期工程配置，NCS的电气模拟量采集采用交流采样.系统的扩充应简单、灵活和方便。
（3）NCS和远动合用一套数据采集装置，以保证远动信息直采直送，远动命令直收直控。至调度的远动信息传愉采用数据网串行接口通信和远程计算机网络接口通信2种方式，也可视工程情况采用其他通信方式。
（4）NCS应具有防误操作闭锁功能，取消传统的防误操作闭锁装置。
（5）继电保护装置、故障录波器和系统安全自动装置均独立设置。保护信号采用双重采集，即微机保护装置少量的主保护信号以硬接点方式接入监控系统，同时以数字输出通过串行口或由保护管理机接人监控系统。
（6）电能量信息由智能电度表以串行接口方式接人测控装置，计量关口点的电能量信息可采用无源脉冲接点方式接人测控装置。
（7）设置全球定位系统（GPS）卫星时钟，对NCS，微机保护装置、故障录波器等装里进行统一时钟管理。
（8） NCS通过网关机与管理信息系统（MIS）进行网络通信，实现全厂信息共享。
2 NCS功能
2.1数据采集和处理
通过现场测控单元交流采集有关信息，检测出事件、故障、状态、变位信号及模拟量正常、越限信息等，并对数据合理性校验在内的各种预处理.实时更新数据库，其范围包括模拟盘、开关最、数字最等。
2.2设备的状态监视、报警和控制
（1）设备监视。运行人员能通过监视器对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视，画面调用采用键盘、鼠标或跟踪球。
（2）设备报警。当所采集的模拟且发生越限、数字量变位或计算机系统自诊断故障时，应进行报替处理。
（3）设备控制。间隔级控制层操作优于站控级控制层操作.站控级控制层操作优于调度中心远方操作。同一时间内，被控设备只接收一个操作命令。
对断路器的操作，具有防误操作闭锁功能和同期检测功能。
2.3远动通信
采用NCS中设置远动通信装置的方式实现远动功能，实现与NCS共用I套采样系统，可以减少数据重复采样和数据重复预处理，降低设备成本和运行维护管理费用。
2.4 AGC控制
通过实现NCS的AGC控制可改变现在的系统调度直接控制机组负荷的状况。调度下达总负荷指令至NCS后，根据电厂机组安全、经济运行等情况由NCS与各机组DCS通信，完成合理的机组的开/停顺序和合理的负荷分配。因此，在NCS中实现AGC功能将更为合理。
2.5设备运行管理
该功能实现设备操作指导、事故记录检索、在线设备管理及运行人员培训等，并具备统计计算、同步对时、制表打印、人机界面、在线自诊断与冗余管理等功能。
3 NCS构成
3.1网络结构
NCS采用开放式分层分布式网络结构。从通信角度看，各分布式处理计算机无主次之分；从功能上看各有侧重，有承担间隔层、站控层功能。网络上的各节点功能、负载及危险分散，系统的可靠性
获得极大提高。
网络拓扑结构可采用总线型网络、星型网络或环网型网络。总线型网络可靠性高，扩充方便。环网型网络开放性不好，不利于扩展，如考虑电力网络的扩建，建议采用总线型网络。
NCS设站控层和间隔层。站控层实现整个系统的监控功能.站控层设备除操作员工作站布置在主厂房的集控制室内，其余设备如远动通信接口设备及公用接口设备布置在就地网络继电器室内。站控层网络可考虑采用同轴电缆、双绞线或光线介质的双以太网。间隔层由计算机网络连接的若干监控子系统组成，间隔层设备是实现计算机控制系统与生产过程设备的输人l输出接口，并完成就地监控功能，在站控层及网络失效情况下，能独立完成间隔层设备的就地监控功能。对于出线回路少，出线电压等级单一，间隔层设备就近集中布置在就地网络继电器室内。
当站控层设备和间隔层设备距离比较远时，两者之间的通信介质可以采用光纤。
3.2硬件设备构成
（1）2台主计算机/操作员工作站。运行人员通过操作员工作站对电厂电力网络全部一次、二次设备进行监视、测最、记录及处理各种信息，并对主要电气设备实现远方控制。2台主机平行运行，互为热
备用，当其中1台主机发生故障时备用机自动投人运行，不会发生任何数据丢失。
（2）1台工程师工作站。工程师工作站用于整个监控系统的维护和管理.例如程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库维护、画面修改、参数设置等。
（3）远动通信装置。远动通信装置采用双套配置，满足有关调度要求，其容量及性能指标满足厂站端远动功能及规约转换。
（4） AGC测控单元。AGC测控单元实现机组及全厂的自动发电控制。
（5）信息管理单元。信息管理单元完成与网控直流系统、不间断电源系统（UPS）、电能量采集装置、保护信息管理机、系统故障录波器、DCS、电厂MIS、电厂报价计算机系统的通信接口。
（6）间隔层的测控单元。间隔层的测控单元具有间隔设备的交流采样、监控、防误操作闭锁、同期检测和液晶显示等功能。
（7） GPS对时设备。
（8）网络设备。网络设备包括网络交换机、通信电缆（光纤）、调制解调器（Modem）、网关等。
3.3软件系统
NCS软件系统由系统软件、支持软件和应用软件组成。软件系统应为模块化结构，以方便修改和维护，且软件应为经现场考验的成熟软件，并符合国标和国际公认的标准。软件系统的功能可靠性、兼容性及界面友好性等指标应满足系统本期及远景规划要求。软件应当支持用户开发新功能.开发后的软件应能在线装人系统。软件应能支持系统的扩充，当一次系统改变或计算机监控系统扩充时不必修改程序和重新组装软件。
4 NCS和常规监控系统的技术比较
（1）采用NCS可提高电厂网络部分安全生产水平、技术管理水平和运行的可靠性。
（2） NCS使网络部分运行方便，减少维护工作量，提高劳动生产率和运行效益，实现减人增效。
（3） NCS与传统的控制方式相比，减少二次设备间的连接，节约控制电缆，采用交流采样，完成数据传箱。减少设备投资。
（4）减少网络控制各专业的设备重复设置，与电厂MIS、省地调系统联网实现资源共享。
（5） NCS中设里AGC控制，更能适应发电厂竟价上网、经济调度的发展要求。
（6）從技术进步观点看，采用NCS提高了网络控制的自动化水平和管理水平，减轻了维护工作量，提高了工效，节省了人力。同时，因为计算机监控系统具有完善的操作闭锁功能，避免了人为因素产生误操作的可能性.提高了运行的可靠性和安全性。
5结束语
NCS实现了对火力发电厂电力网络的监测、控制、调节、操作等功能，减轻维护工作量，提高了运行水平。在NCS中设置远动通信装置可避免设备重复设置，减少设备成本和运行维护管理费用；在NCS中设置AGC控制功能更能适应发电厂竞价上网、经济调度的发展要求。因此，在对NCS方案进行设计时.应将远动通信功能和AGC控制一并予以考虑。
关键词：火电厂 网络计算机 监控系统
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-196-01
1 NCS的设计原则
（1）电厂升压站按无人值班设计，取消网控室和常规控制屏.继电器室集中布置。NCS和远动系统统一考虑，设且通信装置。NCS采用分层分布式结构的开放式系统，不设后备手动操作。
（2） NCS框架和容量按电厂最终规模考虑，测控部分按本期工程配置，NCS的电气模拟量采集采用交流采样.系统的扩充应简单、灵活和方便。
（3）NCS和远动合用一套数据采集装置，以保证远动信息直采直送，远动命令直收直控。至调度的远动信息传愉采用数据网串行接口通信和远程计算机网络接口通信2种方式，也可视工程情况采用其他通信方式。
（4）NCS应具有防误操作闭锁功能，取消传统的防误操作闭锁装置。
（5）继电保护装置、故障录波器和系统安全自动装置均独立设置。保护信号采用双重采集，即微机保护装置少量的主保护信号以硬接点方式接入监控系统，同时以数字输出通过串行口或由保护管理机接人监控系统。
（6）电能量信息由智能电度表以串行接口方式接人测控装置，计量关口点的电能量信息可采用无源脉冲接点方式接人测控装置。
（7）设置全球定位系统（GPS）卫星时钟，对NCS，微机保护装置、故障录波器等装里进行统一时钟管理。
（8） NCS通过网关机与管理信息系统（MIS）进行网络通信，实现全厂信息共享。
2 NCS功能
2.1数据采集和处理
通过现场测控单元交流采集有关信息，检测出事件、故障、状态、变位信号及模拟量正常、越限信息等，并对数据合理性校验在内的各种预处理.实时更新数据库，其范围包括模拟盘、开关最、数字最等。
2.2设备的状态监视、报警和控制
（1）设备监视。运行人员能通过监视器对主要电气设备运行参数和设备状态进行监视，画面调用采用键盘、鼠标或跟踪球。
（2）设备报警。当所采集的模拟且发生越限、数字量变位或计算机系统自诊断故障时，应进行报替处理。
（3）设备控制。间隔级控制层操作优于站控级控制层操作.站控级控制层操作优于调度中心远方操作。同一时间内，被控设备只接收一个操作命令。
对断路器的操作，具有防误操作闭锁功能和同期检测功能。
2.3远动通信
采用NCS中设置远动通信装置的方式实现远动功能，实现与NCS共用I套采样系统，可以减少数据重复采样和数据重复预处理，降低设备成本和运行维护管理费用。
2.4 AGC控制
通过实现NCS的AGC控制可改变现在的系统调度直接控制机组负荷的状况。调度下达总负荷指令至NCS后，根据电厂机组安全、经济运行等情况由NCS与各机组DCS通信，完成合理的机组的开/停顺序和合理的负荷分配。因此，在NCS中实现AGC功能将更为合理。
2.5设备运行管理
该功能实现设备操作指导、事故记录检索、在线设备管理及运行人员培训等，并具备统计计算、同步对时、制表打印、人机界面、在线自诊断与冗余管理等功能。
3 NCS构成
3.1网络结构
NCS采用开放式分层分布式网络结构。从通信角度看，各分布式处理计算机无主次之分；从功能上看各有侧重，有承担间隔层、站控层功能。网络上的各节点功能、负载及危险分散，系统的可靠性
获得极大提高。
网络拓扑结构可采用总线型网络、星型网络或环网型网络。总线型网络可靠性高，扩充方便。环网型网络开放性不好，不利于扩展，如考虑电力网络的扩建，建议采用总线型网络。
NCS设站控层和间隔层。站控层实现整个系统的监控功能.站控层设备除操作员工作站布置在主厂房的集控制室内，其余设备如远动通信接口设备及公用接口设备布置在就地网络继电器室内。站控层网络可考虑采用同轴电缆、双绞线或光线介质的双以太网。间隔层由计算机网络连接的若干监控子系统组成，间隔层设备是实现计算机控制系统与生产过程设备的输人l输出接口，并完成就地监控功能，在站控层及网络失效情况下，能独立完成间隔层设备的就地监控功能。对于出线回路少，出线电压等级单一，间隔层设备就近集中布置在就地网络继电器室内。
当站控层设备和间隔层设备距离比较远时，两者之间的通信介质可以采用光纤。
3.2硬件设备构成
（1）2台主计算机/操作员工作站。运行人员通过操作员工作站对电厂电力网络全部一次、二次设备进行监视、测最、记录及处理各种信息，并对主要电气设备实现远方控制。2台主机平行运行，互为热
备用，当其中1台主机发生故障时备用机自动投人运行，不会发生任何数据丢失。
（2）1台工程师工作站。工程师工作站用于整个监控系统的维护和管理.例如程序开发、系统诊断、控制系统组态、数据库维护、画面修改、参数设置等。
（3）远动通信装置。远动通信装置采用双套配置，满足有关调度要求，其容量及性能指标满足厂站端远动功能及规约转换。
（4） AGC测控单元。AGC测控单元实现机组及全厂的自动发电控制。
（5）信息管理单元。信息管理单元完成与网控直流系统、不间断电源系统（UPS）、电能量采集装置、保护信息管理机、系统故障录波器、DCS、电厂MIS、电厂报价计算机系统的通信接口。
（6）间隔层的测控单元。间隔层的测控单元具有间隔设备的交流采样、监控、防误操作闭锁、同期检测和液晶显示等功能。
（7） GPS对时设备。
（8）网络设备。网络设备包括网络交换机、通信电缆（光纤）、调制解调器（Modem）、网关等。
3.3软件系统
NCS软件系统由系统软件、支持软件和应用软件组成。软件系统应为模块化结构，以方便修改和维护，且软件应为经现场考验的成熟软件，并符合国标和国际公认的标准。软件系统的功能可靠性、兼容性及界面友好性等指标应满足系统本期及远景规划要求。软件应当支持用户开发新功能.开发后的软件应能在线装人系统。软件应能支持系统的扩充，当一次系统改变或计算机监控系统扩充时不必修改程序和重新组装软件。
4 NCS和常规监控系统的技术比较
（1）采用NCS可提高电厂网络部分安全生产水平、技术管理水平和运行的可靠性。
（2） NCS使网络部分运行方便，减少维护工作量，提高劳动生产率和运行效益，实现减人增效。
（3） NCS与传统的控制方式相比，减少二次设备间的连接，节约控制电缆，采用交流采样，完成数据传箱。减少设备投资。
（4）减少网络控制各专业的设备重复设置，与电厂MIS、省地调系统联网实现资源共享。
（5） NCS中设里AGC控制，更能适应发电厂竟价上网、经济调度的发展要求。
（6）從技术进步观点看，采用NCS提高了网络控制的自动化水平和管理水平，减轻了维护工作量，提高了工效，节省了人力。同时，因为计算机监控系统具有完善的操作闭锁功能，避免了人为因素产生误操作的可能性.提高了运行的可靠性和安全性。
5结束语
NCS实现了对火力发电厂电力网络的监测、控制、调节、操作等功能，减轻维护工作量，提高了运行水平。在NCS中设置远动通信装置可避免设备重复设置，减少设备成本和运行维护管理费用；在NCS中设置AGC控制功能更能适应发电厂竞价上网、经济调度的发展要求。因此，在对NCS方案进行设计时.应将远动通信功能和AGC控制一并予以考虑。